本发明属于焊接的,具体涉及一种拼接型镀锌热成型钢环状结构的焊接方法。
背景技术:
1、现代社会对于汽车在燃油经济性及车身安全性能方面的要求越来越高,汽车车身结构的轻量化设计显得更加重要,在保证足够的刚度、强度的同时,又要满足碰撞安全性能,而且不能增加车身重量。研究表明,汽车的燃油消耗与汽车的自身重量成正比,汽车轻量化在节能减排方面有着重要的作用。
2、在当今汽车制造业中,热成型钢是实现车辆轻量化的关键材料。其中,为了显著提升其防腐性能,在热成型钢表面添加涂镀层必不可少,其以镀铝硅热成型钢为主。然而,另一种质优价廉、并具备阴极保护功能的镀锌热成型钢,在过去由于lme(液态金属致脆性)问题,通常仅在预成型后再进行加热成型,仅得到少量、有限的应用。
3、但随着科技的进步,镀锌热成型钢的热浴成型工艺被成功开发,这一创新技术有效解决了镀锌热成型钢在加热冲压过程中可能出现的lme问题(液态金属致脆性)。这一突破预示着镀锌热成型钢将在未来得到更为广泛的应用。
4、目前设及热成型钢的汽车环状结构,例如左、右侧围门环,主要针对普通热成型钢或镀铝硅热成型钢。现在公开了如下三种方案。方案一为整体式门环设计,例如专利cn114714045a中公开了这种方法。但该种方法是采用整体的结构中,使用同种、同厚度的材料,这造成材料的严重浪费、成本高。方案二是分多部分的拼焊,其中最常用的是激光拼焊,例如在专利cn111496380b中公开了在焊接过程中,采用提前去除涂层,采用专门成分设计的激光焊接丝进行激光焊接连接,仅少量要求极高的条件下可以实现不填丝拼焊。但是该方案主要针对镀铝硅热成型钢,且激光工序生产成本或焊丝成本较高。此外焊缝收缩累积后会导致最后一处接口处缝隙较大,容易产生焊接质量问题,且整体对夹具精度要求较高,在夹具高强度束缚下,门环内部存在应力,不利于后续门环的装配和结构安全。方案三采用其他焊接方式进行连接,如在专利cn113664474a中公开了在焊接相邻板料时,全都采用上下搭接,对搭接位置进行电阻点焊或激光点焊。但该种方法全部采用搭接,对材料浪费仍然较为严重,增加了材料成本。
技术实现思路
1、针对现有热成型钢门环焊接的成本较高、对焊接夹具精度要求较高、焊接后环状结构内部存在焊接应力的问题,本发明提供一种拼接型镀锌热成型钢环状结构的焊接方法,以解决上述问题。
2、一种拼接型镀锌热成型钢环状结构的焊接方法,包括以下步骤:
3、(1)根据汽车门环零件各部位的受力要求和轻量化目标,将环状结构根据设计为n部分进行组合,其中n≥2,各部分可选择不同厚度、强度的镀锌热成型钢;
4、(2)根据设计,n部分组成需要n处连接,其中前n-1处连接采用激光焊接进行不填丝拼焊;最后一处提前预留出16mm~40mm的搭接余量,预留位置为非关键连接处;
5、(3)最后连接处,采用电阻点焊或者激光搭接焊进行焊接。
6、进一步的,所述步骤(1)中,各部分镀锌热成型钢的表面镀层厚度为单面0~150g/m2。
7、进一步的,所述步骤(2)中,激光焊接的方法如下:
8、a. 当镀锌热成型钢等强度、等厚度进行拼焊时,采用激光切割加工,避免毛刺,焊接后焊缝最薄处厚度≥92%板厚;
9、b. 当镀锌热成型钢等强度、不等厚度进行拼焊时,允许存在部分毛刺,焊缝平滑过渡,焊接后焊缝最薄处厚度≥92%薄板厚度;
10、c. 当镀锌热成型钢不等强度,且高强度镀锌热成型钢厚度≥低强度镀锌热成型钢厚度时,允许存在部分毛刺,焊缝平滑过渡;焊缝最薄处厚度≥[1-0.5×(厚板强度-薄板强度)÷高强度镀锌热成型钢强度]×薄板厚度;
11、d. 当镀锌热成型钢不等强度,且高强度镀锌热成型钢厚度<低强度镀锌热成型钢厚度时,允许存在部分毛刺,焊缝平滑过渡;焊缝最薄处厚度≥高强度镀锌热成型钢厚度。
12、进一步的,所述镀锌热成型钢包括厚度为1.0~2.5mm,抗拉强度为500~2000mpa级的镀锌热成型钢。
13、进一步的,所述步骤(3)中,可以形成一排焊点/一条焊缝或多排焊点/多条焊缝。
14、进一步的,所述步骤(2)中,搭接余量设计在非关键受力位置。
15、进一步的,焊接结束后,将环状结构进行加热,然后采用热浴成型方式,形成汽车门环零件。
16、本发明的有益效果在于:
17、(1)本发明采用不填丝的激光焊接,将不同的镀锌热成型钢进行激光拼焊,无需提前去除涂层或者进行填丝焊,减少工序成本或材料成本,焊接成本低廉。
18、(2)本发明广泛应用于镀锌热成型钢单面0~150g/m2,不受镀层厚度限制,适用于不同厚度镀锌热成型钢。
19、(3)本发明对最后一处连接缝隙焊接时,通过搭接焊进行连接,避免因焊缝收缩导致最后一处接口处缝隙较大,难以对接或者焊接质量下降,保障最后一处的拼接质量。
20、(4)本发明对于工装夹具的要求更低,降低工装夹具精度要求。
21、(5)本发明不需要夹具对各部件形成强有力的束缚,避免焊接完成后,环状结构内部存在较大的焊接应力,保障后续装配和结构安全。
1.一种拼接型镀锌热成型钢环状结构的焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的拼接型镀锌热成型钢环状结构的焊接方法,其特征在于,所述步骤(1)中,各部分镀锌热成型钢的表面镀层厚度为单面0~150g/m2。
3.如权利要求1所述的拼接型镀锌热成型钢环状结构的焊接方法,其特征在于,所述步骤(2)中,当相邻镀锌热成型钢等强度时,激光焊接的方法如下:
4.如权利要求1所述的拼接型镀锌热成型钢环状结构的焊接方法,其特征在于,所述步骤(2)中,当相邻镀锌热成型钢的强度不相等时,激光焊接的方法如下:
5.如权利要求1所述的拼接型镀锌热成型钢环状结构的焊接方法,其特征在于,所述镀锌热成型钢包括厚度为1.0~2.5mm,抗拉强度为500~2000mpa级的镀锌热成型钢。
6.如权利要求1所述的拼接型镀锌热成型钢环状结构的焊接方法,其特征在于,所述步骤(3)中,可以形成一排焊点/一条焊缝或多排焊点/多条焊缝。
7.如权利要求1所述的拼接型镀锌热成型钢环状结构的焊接方法,其特征在于,所述步骤(2)中,搭接余量设计在非关键受力位置。
8.如权利要求1所述的拼接型镀锌热成型钢环状结构的焊接方法,其特征在于,焊接结束后,将环状结构进行加热,然后采用热浴成型方式,形成汽车门环零件。
